[發明專利]LED敏感二苯乙烯基肟酯型水溶性光引發劑制備及其應用

有效

• 申請號: 202011316117.2
• 申請日: 2020-11-22
• 公開（公告）號: CN112409550B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 金明;王偉杰;萬德成
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: C08F283/10
• 分類號: C08F283/10;C08F283/01;C08F222/14;C08F120/56;C08F283/06;C08F220/20;C08J5/18;C08L51/08;C08K3/22;C08L33/26
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

本發明涉及新材料有機化學品技術領域，為一種LED敏感二苯乙烯基肟酯型水溶性光引發劑制備及其應用.特別涉及一類LED敏感的水溶性光聚合引發劑，其為式I所示的肟酯連接二苯乙烯基的磺酸季胺鹽，其化學制備工藝技術，其作為輻射固化光引發劑的用途，以及其在輻射固化配方產品，特別是UV?Vis?LED可激發的光固化水性涂料或油墨、3D打印、水凝膠等諸多場合的應用用途。

【技術領域】

本發明涉及新材料有機化學品技術領域，特別涉及一類LED敏感的水溶性光聚合引發劑，通過在二苯乙烯基肟酯型光引發劑中引入季胺鹽結構以賦予其水溶性，其化學制備工藝技術，其作為輻射固化光引發劑的用途，以及其在輻射固化配方產品，如涂料或油墨、3D打印，特別是水凝膠等諸多場合的應用用途。

【背景技術】

光引發劑化合物是一類重要的精細有機化學品材料。在以紫外光或可見(UV)光或LED (即Light-Emitting Diode)為光源的輻射固化技術領域，可在光輻照條件下生成自由基活性物種的光引發劑化合物是誘發含烯不飽和體系進行高效光聚合反應的關鍵物種，因此是重要的輻射固化配方組分之一。光固化具有節能環保，高效快速和時間-空間可控等諸多優點，已廣泛應用于涂料油墨、膠黏劑等傳統領域以及3D打印等高新技術產品中。但是傳統光固化仍存在一些不足之處，尤其是一般都要在體系中加入活性稀釋劑和少量具有揮發性的有機溶劑，而這些通常會損害人體健康及污染環境。水溶性光引發劑則可以在使用過程中，用水代替活性稀釋劑，更安全更環保，尤其是具有潛在的生物方面的應用，如水凝膠、藥物載體等等。

目前市場上最為常用的水溶性是I2959，其結構式如下式。但是I2959的水溶性較差，而且在LED光源波長內吸收較低。而與傳統的紫外光固化相比，利用發光二極管作為光源的LED 光固化具有能量利用率高、熱效應小、不產生臭氧等顯著優點。因此通過合理的分子設計開發出一系列LED可引發的水溶性光引發劑具有非常大的應用前景。

二苯乙烯基結構的肟酯在近紫外和可見光區都具有良好的光吸收性能，而且其熱穩定性也比較優異，是一類非常具有潛在應用價值的自由基光引發劑。另外，磺酸季胺鹽對細胞幾乎沒有毒性，非常適合應用于生物方面。

針對上述技術挑戰，發明一類對LED光源敏感的、在光固化領域中具有高感光性、穩定性高、且易于制備，同時又有生物友好性的水溶性光引發劑是非常必要的，另外，這樣的引發劑合成步驟應該具有簡便、成本較低且合成過程環保、三廢少等優點。隨著人們對于環境保護、生產安全意識及勞保各類要求的不斷提高、以及光聚合技術的不斷發展，LED、LDI等低能耗、高安全性且環保的曝光燈源成為了本領域技術應用和發展的一種趨勢。

【發明內容】

本項申請的目的是提供一類LED敏感的二苯乙烯基肟酯型水溶性光引發劑，其分子結構如下式(I)所示：

式(Ⅰ)中，R₁，R₂各自獨立地選自含有1-20個碳原子(標記為C₁-C₂₀，下同)的直鏈或支鏈烷基、C₃-C₁₂環烷基、環烷基烷基、環雜烷基烷基、C₆-C₁₂芳基、烷基芳基，其中芳基可以被其他取代基，包括氫，鹵素原子，R，OR，SR，SOR，SO₂R，NRR’，CH₂OH，CH₂OR， CH₂OCOR，CH₂SR，CH₂SCOR，或CH₂NRR’，其中R是含有1-24個碳原子的直鏈或支鏈的烷基或-C₆-C₂₄芳基，R結構中可以用氟原子取代氫原子形成氟碳鏈結構，R結構中可以含有 1-6個非連續的氧，氮，或硫元素，R和R’同時存在時也可以形成一個3-6元的環系結構等取代形成各種取代芳基；